नई सौर स्थापना सूखी रेगिस्तान हवा से भी पानी निकालने में सक्षम है

एमआईटी छत पायलट संयंत्र। एमओएफ क्रिस्टल एक पारदर्शी आवरण के नीचे स्थित होते हैं, जिसकी पारदर्शिता सूर्य को उन्हें गर्म करने और संचित पानी को छोड़ने की अनुमति देती है। एक पीले और लाल संधारित्र, पानी की बूंदों के साथ कवर किया जाता है, इकाई के तल पर स्थित है।

आप पत्थर से पानी को निचोड़ने में सक्षम नहीं होंगे, लेकिन अब आप रेगिस्तानी आसमान से जा सकते हैं, एक नए उपकरण की बदौलत, जो सूरज की रोशनी को बेहद कम नमी पर भी हवा से पानी की भाप निकालने में इस्तेमाल करता है। यह उपकरण स्पंज के आकार के अवशोषक के प्रत्येक किलोग्राम के लिए प्रति दिन लगभग 3 लीटर पानी का उत्पादन कर सकता है, और शोधकर्ताओं का दावा है कि भविष्य के संस्करण और भी बेहतर होंगे। इसका मतलब यह है कि दुनिया के सबसे शुष्क हिस्सों में घरों में जल्द ही एक सूर्य-संचालित उपकरण हो सकता है, जो उन सभी पानी का उत्पादन कर सकता है, जो अरबों लोगों को लाभ पहुंचाते हैं।

13 ट्रिलियन लीटर पानी वायुमंडल में घुल गया, जो हमारे ग्रह की झीलों और नदियों के सभी ताजे पानी के 10% के बराबर है। वायुमंडलीय नमी पर कब्जा करने के विभिन्न तरीकों, उदाहरण के लिए कोहरे से, लंबे समय से विकसित किए गए हैं, और सभी प्रकार के ऊर्जा-गहन dehumidifiers - कंडेनसर - का भी उपयोग किया जाता है। लेकिन दोनों दृष्टिकोणों को या तो बहुत नम हवा या बहुत अधिक बिजली की आवश्यकता होती है।


एक सब्सट्रेट पर MOF- झरझरा क्रिस्टल

एक-स्टॉप समाधान खोजने के लिए, बर्कले में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में एक रसायनज्ञ उमर यागी के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने क्रिस्टलीय पाउडर के एक परिवार को धातु कार्बनिक रूपरेखा या एमओएफ कहा जाता है। याही को पहला एमओएफ-झरझरा क्रिस्टल मिला, जो लगातार तीन आयामी नेटवर्क बनाता है - 20 से अधिक साल पहले। नेटवर्क धातु के परमाणुओं से बने बच्चों के असेंबली-कंस्ट्रक्टर्स की शैली में संरचना बनाते हैं जो हब और रॉड के आकार के कार्बनिक यौगिकों के रूप में कार्य करते हैं जो हब को एक साथ जोड़ते हैं। विभिन्न धातुओं और जीवों को चुनकर, रसायनज्ञ प्रत्येक MOF के गुणों को बदल सकते हैं जो इसे बांधने वाली गैसों को नियंत्रित करते हैं, साथ ही साथ क्रिस्टल की ताकत भी।


उमर याही, धातु-कार्बनिक झरझरा क्रिस्टलीय संरचनाओं के मॉडल की पृष्ठभूमि के खिलाफ, जो वायुमंडलीय हवा से पानी इकट्ठा करने में सक्षम है। याह्या की खोज पिछली सदी के मध्य नब्बे के दशक में निहित है।

पिछले 2 दशकों में, केमिस्ट्स ने 20,000 से अधिक MOF को संश्लेषित किया है, जिनमें से प्रत्येक में अद्वितीय आणविक कैप्चर गुण हैं। उदाहरण के लिए, याही और अन्य शोधकर्ताओं ने हाल ही में एमओएफ विकसित किया है, जो मीथेन को अवशोषित करता है और फिर रिलीज करता है, एक तरह का गैस जलाशय है जिसका उपयोग प्राकृतिक गैस पर चलने वाले वाहनों में किया जा सकता है।

2014 में, याही और उनके सहयोगियों ने एमओएफ को संश्लेषित किया, जिसमें कम आर्द्रता में भी उत्कृष्ट जल अवशोषण पाया गया। इसके चलते उन्हें कैम्ब्रिज के मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (MIT) में एवलिन वांग के मैकेनिकल इंजीनियर से संपर्क करना पड़ा, जिसके साथ उन्होंने पहले ऑटोमोटिव एयर कंडीशनिंग में MOF का उपयोग करने के लिए एक प्रोजेक्ट पर काम किया था। जिरकोनियम पर आधारित एक नए MOF को संश्लेषित करने के बाद, जिसे MOF-801 कहा जाता है, याही ने वांग के साथ MIT में इस प्रस्ताव के साथ मुलाकात की: "एवलिन, हमें पानी इकट्ठा करने के लिए एक नया उपकरण विकसित करने की आवश्यकता है।" और उसने अपनी अदृश्य सहमति दे दी।


वैचारिक छवि एमओएफ। मॉडल में लाल और काले डॉट्स धातु-कार्बनिक संरचनाएं हैं जो काले स्नायुबंधन द्वारा एक साथ रखी जाती हैं - उमर याही द्वारा जुड़े बिल्डिंग ब्लॉक एक जालीदार रासायनिक गठन का उपयोग करके क्रिस्टलीय छिद्रित स्पंज। पीली गेंदें छिद्रों का प्रतिनिधित्व करती हैं जो पानी के अणुओं को पकड़ सकते हैं।

वांग और उनके छात्रों द्वारा बनाई गई प्रणाली में एक किलोग्राम धूल के आकार के MOF क्रिस्टल होते हैं, जिन्हें एक पतली, छिद्रपूर्ण तांबे की प्लेट पर रखा जाता है। यह प्लेट सौर अवशोषक और नमी संघनक के बीच रखी गई है और कक्ष के अंदर स्थित है। रात में, कक्ष खुलता है, परिवेशी वायु को MOF के छिद्रों में प्रवेश करने की अनुमति देता है, बदले में, पानी के अणु क्रिस्टल की आंतरिक संरचनाओं का पालन करते हैं। इस प्रकार, पानी आठ बूंदों के अजीब आणविक समूहों द्वारा एकत्र किया जाता है, जिससे क्यूबिक बूंदें बनती हैं। सुबह में, चैंबर बंद हो जाता है, डिवाइस की ऊपरी खिड़की में घुसने वाली धूप MOF प्लेट को गर्म करती है, जो साधारण वाष्पीकरण द्वारा कूलर-कंडेनसर की ओर पानी की बूंदों को छोड़ती है।



तापमान अंतर, साथ ही कक्ष के अंदर उच्च आर्द्रता, पानी में भाप के संघनन की ओर जाता है, जो कलेक्टर में प्रवेश करता है। बर्कले और एमआइटी की टीम ने आज साइंस को बताया कि यह स्थापना इतनी अच्छी तरह से काम करती है कि इसमें प्रति किलोग्राम MOF के लिए हवा से 2.8 लीटर पानी निकाला जाता है।

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